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UbcH5B活性位点突变体对野生型E2传递泛素活性的影响

2021-09-13李雨欣

李 贞,李雨欣,赵 博

(上海交通大学 药学院,上海 200240)

0 引 言

蛋白质泛素化是一种重要的蛋白质翻译后修饰.在真核细胞中,泛素分子通过泛素活化酶(Ubiquitin activating enzyme,E1)、泛素结合酶(Ubiquitin conjugating enzyme,E2)和泛素连接酶(Ubiquitin ligase,E3)的级联反应,使底物带上泛素标签,此过程称为蛋白质的泛素化[1].蛋白质泛素化参与体内许多重要的生物学过程,如蛋白质降解、DNA损伤修复和信号转导等.

在人体细胞中,已发现的E2大约有40种,E2在蛋白质泛素化过程中发挥着重要的作用[2].E1启动泛素化过程,被E1活化的泛素分子与E1的活性Cys共价结合,形成硫酯结合物E1~Ub.E1~Ub与E2作用,将E1上共价结合的Ub传递到E2的活性Cys,从而形成硫酯结合物E2~Ub.E2~Ub与E3相互作用,将结合的Ub分子直接传递到底物或者先传递到E3的活性Cys,再传递到底物[3].E2都有一个保守的泛素结合域(Ubiquitin conjugating domain,UBC domain),UBC domain大约由150~200个氨基酸残基组成,包含一个可以结合从E1转移的Ub分子的催化活性Cys,以及与E1和E3结合的位点[4].E2活性Cys是E2发挥传递泛素功能的关键位点,若将其突变成Ala或者Val,E2与Ub将不能形成硫酯结合物E2~Ub[5].若将E2的活性Cys突变成Ser,则得到更加稳定的氧酯结合物E2-Ub[6].另外,除了活性Cys,E2上还有其他的位点对E2的活性有影响,有些E2(如UbcH5c)背面的保守Ser 22,若将其突变成Arg,则结合泛素的活性变弱[7].

除了在泛素传递中发挥桥接作用,E2对泛素链组装和泛素化调控也有重要的作用.如有些E2可以决定泛素链的连接类型,尤其是与RING家族E3合作传递泛素[8].有趣的是,E2的活性也受到调节.例如Ube2T靠近其催化活性位点的Lys可以在体内发生单泛素化,从而负调节范可尼贫血通路[9];……

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